- 発行日 2024年12月25日
- 最終変更日 2025年1月2日
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状態基準保全と時間基準保全(CBM vs TBM)
状態基準保全(CBM)と時間基準保全(TBM)はいずれも、機械の現在の状態を監視し、定期的な保全計画とスケジュールを立てる為の基準です。どちらも、機器の故障の原因となる前に問題を解決する予防保全の一種です。それぞれの方法にはメリットがありますが、これらを組み合わせることがより効果的な場合もあります。
状態基準保全と時間基準保全は、同じ結果を目指す対照的な方法です。状態基準保全は、その名が示すように、稼働中の機械の状態を監視し、状態を維持するために対策を実施します。
一方、時間基準保全は、定期的な計画に従って機器を保全します。状態基準保全と時間基準保全はどちらも、機械が故障するまで稼動させ、それから修理する（「事後保全」または「故障時に修理する」方法）に代わる方法を提供します。
状態基準保全と時間基準保全の違いについて、また、これらの保全方法をどのように組み合わせれば、製造業における機械の稼働時間を延長できるのかについて、詳しくは本記事を読んでください。
設備保全の重要性
なぜ設備保全が重要なのですか？それは、工場の運営がそれに依存しているからです。機械の欠陥は、生産性や収益性の低下を招くだけでなく、不良品や人件費の上昇を伴う可能性もあります。
製造工場は有形資産（製造機械）の性能に大きく依存しており、収益性と相関しています。機械の寿命が延びることは、その機械に対するROIが大きくなることを意味します。耐用年数を通してメンテナンスが行き届いている設備は、より長持ちします。これは、高額な支出を伴うことが多い機械の交換を、場合によっては先延ばしできることを意味し、生産性を向上させる効果もあります。
しかし、それ以上に重要なのは、整備された機械がある工場の安全性が高まることです。職場での死亡事故や負傷事故は、多くの場合、整備不良と関連しています。
状態基準保全と時間基準保全の比較
状態基準保全（CBM）は、メンテナンスの必要性を判断するために機械からデータを収集することに基づいています。どのようなメンテナンス作業を実施すべきかを決定するために機器からデータを収集する点で、予知保全と類似しています。時間基準保全（TBM）は、「計画保全」とも呼ばれ、定期的な間隔で、または事前に計画された時期に、機器をメンテナンスします。
そのタイミングは、機械メーカーからのガイドラインによって決定されたり、機械の使用状況に応じて設定されたり、あるいは機械から収集されたデータの異常に基づいて予測されたりします（時間基準保全は、予防保全と予知保全の両方に組み込むことができます）。
CBMとは、センサー、計測機器、データコレクタなどの診断装置を使用して、機械の現在の状態を監視します。メンテナンス作業は、監視された機器の状態や、あらかじめ設定されたしきい値を超えた場合に基づいて実行されます。
実際には、状態基準保全は、時間基準保全とのバランスを取る必要があります。時間基準保全は機械の故障を防ぐのに効果あり、状態基準保全の監視を行う為にセンサーネットワークを設置する必要がなく、コストも高くつきません。
状態基準保全の応用
状態基準保全に使用される技術は、以下にその一部を紹介します：
- 振動解析。振動解析は、機械から振動データを収集し、その情報を使って機器の健全性を判断します。振動解析で判明する典型的な問題には、ベアリングの不具合、シャフトの歪み、アンバランス、機械の緩みなどがあります。
- 超音波分析。超音波分析は、音を使って機器の問題を特定します。超音波音響検出器は、音の波長を検出し、漏水、モーターやギアボックスの機械的欠陥、アーク放電や コロナ放電などの問題を明らかにします。
- 赤外線サーモグラフィ。赤外線サーモグラフィは、熱画像カメラを使って対象物から放射される赤外線を測定します。赤外線放射量が多いほど温度は高くなります。赤外線サーモグラフィは、対象物の温度状態を示し、モーターの電気的／機械的欠陥の検査、ベアリングの検査、耐火断熱材の監視などに利用できます。
- オイル分析。オイル分析でオイルの粘度、添加剤のレベル、汚れをチェックすることで、機械が正しく潤滑されているかどうかを確認することができます。オイル分析では、オイル中に金属の粒子が見つかったり、腐食が見られたりした場合に、機械的な摩耗があるかどうかを判断することもできます。
- モーター回路解析。モーター回路解析により、電気的不均衡や絶縁劣化を確認することで、モーターの健全性を判断することができます。
- 圧力分析。圧力分析では、問題を示す可能性のある圧力の急上昇や急降下をリアルタイムで継続的に監視します。
組み合わせ例
時間基準保全と状態基準保全を併用することで、単独よりも効果的な保全体制を構築することができます。
- 状態ベースのメンテナンスのみを使用する場合 状態ベースのメンテナンスでは、機器の状態に基づいて必要な時にメンテナンスを行いますが、計画的なメンテナンスに内在する効率的な作業慣行からは恩恵を受けられません。これにより、予測可能な故障を見逃す可能性があります。
- 時間ベースのメンテナンスのみを使用する場合 一方で、時間ベースのメンテナンスだけを行うと、定期的にメンテナンスは実施されるものの、機器の現在の状態が評価されないため、実際には故障が発生するリスクがあります。これにより、不必要なメンテナンスが行われたり、逆に必要なタイミングでのメンテナンスが行われないことがあります。
時間基準保全には、いくつかのメリットがあります。それは、メンテナンス作業への計画的な取り組み、メンテナンス作業の適切な記録管理（コンピュータ化されたメンテナンス管理システム（CMMS）またはその他の方法による）、技術者の効率的な使用、人件費の削減です。また、安全衛生体制が改善され、生産性が向上するなどのメリットもあります。
時間基準保全は最適な時間に計画されるため、状態監視システムによって特定された故障も、生産を中断することなく、この期間に修理することができます。このように、時間基準保全と状態基準保全の2つのシステムは、互いに補足し合うことができます。
状態基準保全は、故障を防ぐことはできないが、故障の可能性がある機械を特定できます。これにより、機械が故障する前に、修理計画を立てることができます。状態基準保全技術により、機械の故障が間近に迫っていることがわかると、事前に警告が出されるため、交換部品や修理に必要なものを入手することも可能になります。
このように、時間基準保全と状態基準保全は、互いに連携することができます。この2つの異なるメンテナンス方法は、組み合わせることで多くのメリットを提供します。
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